天然次生林對降水的分配效應淺析

趙東寧， 姜洪源， 徐生田， 賈同飛， 范春楠， 任飛燕

(1. 和龍林業(yè)局， 吉林 延邊 133500; 2. 長白山森工集團， 吉林 延邊 133000; 3. 北華大學林學院， 吉林 吉林 132000)

水是森林生態(tài)系統(tǒng)中最具影響的因素之一，關系到植物的生長、發(fā)育和分布。森林生態(tài)系統(tǒng)也對降水產生蒸散、截留、吸持、攔蓄等分配作用[1]。

降水通過森林植被時，經歷喬木層、灌木層、草本層、凋落物層和土壤層的分配后，方才流出。因灌木和草本植物自身矮小徑細，凋落物有效攔蓄效應影響因素復雜，給實際測量帶來了很大的困難，該部分的水文分配效應至今無法系統(tǒng)開展[2]。因此，本文僅對喬木層的林冠截留、樹干莖流、穿透雨和土壤層的地表徑流等分配過程的水量(以下均稱分配效應)展開研究，為進一步認識森林對降水的分配效應提供參考。

1 研究地概況

研究地位于吉林市豐滿區(qū)前二道鄉(xiāng)王相村附近的磨盤山天然次生落葉闊葉林內。該區(qū)域屬北溫帶大陸性氣候，夏季溫熱多雨，冬季寒冷漫長，年平均氣溫4.5 ℃，平均降水量668 mm。土壤為典型的森林暗棕壤，質地疏松、肥沃。植被屬長白山植物區(qū)系，主要喬木樹種有核桃楸(Juglansmandshurica)、花曲柳(Fraxinusrhynchophylla)、蒙古櫟(Quercusmongolica)等，林分郁閉度0.8。

2 研究方法

在本研究地林分的中下部西南坡面上設置1徑流場，面積1 340 m2，平均坡度15°。

大氣降雨的測定采用雨量桶法，樹干莖流采用莖流環(huán)法，穿透雨采用受雨器法，地表徑流采用蓄水池法，林冠截留采用推算法(輸入雨量-穿透雨量-樹干莖流量)[3]。

數(shù)據(jù)采用Excel軟件進行處理。

3 結果與分析

為了比較不同降雨條件下森林各水文分配效應之間的關系，對8次降雨各分配效應進行測量計算，見表1。

表1 不同降雨條件下森林各水文分配效應

從表1中可以看出，不同降雨條件下森林各水文分配效應各不相同。降雨量在1.69～24.36 mm時，總體表現(xiàn)為穿透雨量>地表徑流量>樹干莖流量>林冠截留量。將數(shù)據(jù)進一步整理，分別得出隨降雨量和降雨強度的增加各水文分配效應變化趨勢，見圖1、圖2。

圖1 不同降雨量條件下各水文分配效應變化趨勢

圖2 不同降雨強度條件下各水文分配效應變化趨勢

從圖1中可以看出，除林冠截留幾乎保持不變外，其他3個水文分配效應均隨降雨量的增加而增大，但增加的幅度不盡相同，具體表現(xiàn)為穿透雨量>地表徑流量>樹干莖流量?？傮w上，當降雨量在1.69～4.91 mm時，各水文分配效應隨降雨量的增加呈低速增長趨勢；當降雨量在4.91～24.36 mm時，增長速度隨降雨量的增大而加快。在圖2中，不同降雨強度條件下，除林冠截留量趨于穩(wěn)定外，其他水文分配效應總體呈顯著升高趨勢，且隨降雨強度的增加增長速度也有所加大。

通常，降雨量越大，輸入林內的總水量就越大，各森林水文再分配過程中的水量也就越大，因此，穿透雨量、樹干莖流量和地表徑流量均隨降雨量的增加而增大。與降雨量不同，降雨強度越大，到達植物體表面雨滴的動能就越大，就不容易被群落冠層截留。因此，降雨強度越大，穿透雨量和地表徑流量越大，而林冠截留量就越小。